Evaluating plastic scintillator performance as a substitute of LYSO in SiPM based animal PET scanners: A GEANT4 simulation analysis
Central University of Kashmir（克什米尔中央大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本研究通过GEANT4模拟评估塑料闪烁体替代LYSO在动物PET中的性能，发现等效长度需为LYSO的4倍，CRT约300 ps，可实现约4.5 cm的图像分辨率。
2025-10-16 physics.ins-det
Application of WLS strips for position determination in Strip PET tomograph based on plastic scintillators
提出了一种利用波长移动（WLS）条矩阵确定塑料闪烁体块中γ量子吸收点的方法。应用这种方法，以提高位置分辨率的新提出的PET探测器的基础上塑料制冷剂。该方法能够减少在当前使用的正电子发射断层成像扫描仪中出现的图像重建中的视差误差。
2013-11-24 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Study of a Prototype VP-PET Imaging System Based on highly Pixelated CdZnTe Detectors
我们正在研究一个原型虚拟针孔正电子发射断层成像（VP-PET）系统的小动物成像应用。PET探测器模块由1.3 mm氧硅酸镥钇（LYSO）阵列组成，插入探测器由0.6 mm像素化碲锌镉（CdZnTe）组成。为了验证成像实验，我们在Geant 4发射断层扫描应用程序（GATE）中对VP-PET系统进行了蒙特卡罗模拟。对于直径为0.5 mm的Na-22点源，滤波反投影（FBP）算法重建的PET图像显示出0.7 mm的半高全宽（FWHM）分辨率。系统灵敏度为0.46 cps/kBq，源活度为0.925 MBq，能量分辨率为350-650 keV。还模拟了一个棒源体模和一个带有F-18的Derenzo体模，以研究PET成像能力。GATE模拟表明，在VP-PET系统中，使用0.6mm像素化CdZnTe探测器作为插入器件，可以将两个直径为0.5mm、间距为2 mm的点源清晰地分离。
2018-01-10 physics.ins-det physics.med-ph
Determination of the map of efficiency of the J-PET detector with the GATE package
J-PET协作组正在开发一种新型PET探测器，它由聚合物稀释剂条组成。给出了双条J-PET扫描器的效率图和几何接受度图。使用基于GEANT 4的蒙特卡罗模拟软件GATE确定效率图。使用基于卡方检验的方法比较两种图。
2014-02-27 physics.ins-det
Test beam measurement of the first prototype of the fast silicon pixel monolithic detector for the TT-PET project
TT-PET合作正在开发一种用于小动物的PET扫描仪，具有30 ps的飞行时间分辨率和亚毫米级3D检测粒度。扫描仪的敏感元件是基于最先进的SiGe BiCMOS技术的单片硅像素检测器。TT-PET的第一个ASIC原型是在实验室中生产和测试的，电离粒子最少。根据模拟，电子器件表现出低于600 e-RMS的等效噪声电荷和小于2 ns的脉冲上升时间。具有0.8pF电容的像素被测量为具有大于99%的检测效率，并且尽管在不存在后处理的情况下，具有大约200 ps的时间分辨率。
2018-02-06 physics.ins-det
Beam profile investigation of the new collimator system for the J-PET detector
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是一种多用途探测器，可用于探测正电子素原子衰变过程中的离散对称性破坏，并可用于生命科学和医学诊断中的正电子素原子研究。本文提出了三种确定准直湮灭γ量子束流轮廓的方法。精确监测该轮廓对于J-PET探测器的时间和能量校准以及用于命中时间和命中位置重建的模型信号库的确定至关重要。我们已经表明，使用两个尺寸为5 × 10 × 20 cm ^3的铅砖能够形成具有高斯轮廓的湮灭量子束，其特征在于1 mm的半高宽。该特性的确定对于24模块J-PET样机的准直系统的设计和制造是至关重要的。对不同准直器尺寸的光束轮廓进行了模拟。这使我们能够根据24模块J-PET探测器的设计，在准直器的射束轮廓参数、尺寸和重量方面选择最佳准直系统。
2016-02-16 physics.ins-det
Determination of the 3γfraction from positron annihilation in mesoporous materials for symmetry violation experiment with J-PET scanner
研究了各种介孔材料，以选择最佳材料用于需要高产率长寿命正电子素的实验。我们发现，用γ能谱和正电子湮没寿命谱（PAL）测定的3γ湮没分数在20%~ 25%之间变化。聚合物XAD-4中的3 γ分数和o-Ps形成概率最大。使用配备有能量色散X射线光谱仪EDS的扫描电子显微镜（SEM）进行的元素分析显示所研究的材料具有高纯度。
2016-02-17 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility studies of the polarization of photons beyond the optical wavelength regime with the J-PET detector
J-PET是一种经过优化的探测器，用于通过塑料散射器记录来自电子正电子湮没的光子，其中光子主要通过康普顿散射相互作用。初级光子和散射光子两者的配准使得能够以特定概率在逐个事件的基础上确定初级光子的线性偏振。在这里，我们提出了定量结果的可行性，这种偏振测量的光子从衰变的正电子素与J-PET和探索的物理限制的分辨率的偏振测定511千电子伏光子通过康普顿散射。对于约82度的散射角（其中偏振测量的最佳对比度是理论上预测的），我们发现用于确定偏振的单事件分辨率约为40度（主要是由于康普顿效应的性质）。然而，对于大于一万个事件的样本，J-PET能够以大约几度的精度确定这些光子的相对平均偏振。所获得的结果为研究各种物理现象，如量子纠缠和测试的正电子素衰变的离散对称性打开了新的视角，并扩大了5个数量级的偏振测量的能量范围以外的光波长制度。
2018-09-27 physics.ins-det
Status and Prospects of Discrete Symmetries Tests in Positronium Decays with the J-PET Detector
电子偶素是一个独特的实验室，研究标准模型中的基本对称性，空间反射（$\mathcal{P}$），时间反转（$\mathcal{T}$），电荷共轭（$\mathcal{C}$）及其组合。正电子素衰变中$\mathcal{C}$、$\mathcal{CP}$和$\mathcal{CPT}$对称性破坏的实验极限仍然比预期高几个数量级。对新研制的Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）进行了优化，用于记录电子正电子湮没产生的光子。它使测试的离散对称性衰变的正电子偶素原子通过确定的期望值的离散对称性奇算子。在这篇文章中，我们提出的J-PET探测器在提高离散对称性测试的当前精度的能力，并报告从第一次数据采集运行的分析数据的进展。
2018-11-25 nucl-ex physics.ins-det
A layered single-side readout DOI TOF-PET detector
我们正在探索一种基于闪烁器的探测器，它具有高灵敏度、DOI能力和单侧读出配置的时序分辨率。我们的理念结合了：1）具有以相对偏移堆叠的2+晶体阵列的设计，具有固有的DOI信息，但在传统的光共享读出的情况下没有显示出良好的定时性能。2)单晶阵列与光电探测器（PD）阵列一一耦合，具有良好的时序性能，但没有DOI。我们相信，交错设计的第一层与PD阵列一对一耦合的组合可以提供DOI和时序。在这里，通过光传输模拟的概念进行评估。结果表明：1）就DOI而言，第一层的一对一读出允许使用相对于PD和信号的单个阈值来精确提取多达4层的DOI。超过阈值的PD像素的数量对应于交互层。对于具有光共享读出方案的相同几何形状，相应的方法是不可能的。2)当采用2个光学光子的低阈值时，由于减小的晶体厚度，与单层相比，具有第一层的一对一读出的分层方法改善了接近PD的定时。在具有未抛光像素的4层设计中看到91、127、151和164 ps的单个检测器定时分辨率值，而具有一对一耦合的单个阵列为148 ps。3)对于具有光共享读出的分层设计，时序随着PD像素尺寸的增加而改善，其中对于一对一耦合对应物未观察到空间分辨率与时序之间的明显折衷。直接和准确的DOI确定，良好的定时性能和相对简单的设计相结合，使所提出的探测器的大脑专用DOI TOF-PET的有前途的候选人。
2020-07-07 physics.ins-det physics.med-ph
Feasibility study of the time reversal symmetry tests in decays of metastable positronium atoms with the J-PET detector
本文报道了用J-PET探测器检验由正电子偶素原子构成的纯轻子系统在时间反转下对称性的可行性。本文讨论了T对称性检验的现状，着重讨论了轻子系统中几乎未被研究的部分。本文提出并讨论了利用J-PET寻找正电子偶素亚稳三重态衰变中末态观测量非零角关联T破坏的两种可能策略。与J-PET的试点测量和评估其在重建三光子衰变的性能的结果示出，随着其对检测器的灵敏度的影响的分析，用于确定T-违反敏感的可观的。
2018-04-19 hep-ex physics.ins-det
Fast Maximum Likelihood Positioning for a Staggered Layer Scintillation PET Detector
针对PET交错层闪烁探测器，本文提出无迭代快速MLP算法识别像素并估计能量，结合并行优化实现每秒约2250万单事件处理，并获得12±2% FWHM能量分辨率。
2025-03-17 physics.ins-det physics.med-ph
Hit time and hit position reconstruction in the J-PET detector based on a library of averaged model signals
提出利用信号库中平均信号与测量信号的相似度，重建长闪烁体探测器击中时间与位置的新方法，并用 J-PET 双条原型实验数据完成初步验证。
2015-08-06 nucl-ex physics.ins-det
Trilateration-based reconstruction of ortho-positronium decays into three photons with the J-PET detector
这项工作报告了一种新的重建算法，允许重建的ortho-positronium原子的衰变成三个光子使用的地方和时间记录在探测器。该方法是基于三边测量，并允许同时重建的位置和时间的衰减。给出了基于蒙特卡罗模拟的J-PET探测器中的新重建的分辨率测试结果，在应用运动学拟合之后，其产生对于X和Y在2 cm水平（FWHM）的空间分辨率以及对于Z在1 cm水平（FWHM）的空间分辨率，其中，对于J-PET的当前分辨率可用。本文还讨论了这种方法在研究极化正电子衰变中光子角关联以满足CP和CPT离散对称性检验需要的前景。新的重建方法允许歧视的背景随机三光子符合，以及应用一种新的方法来确定的线性极化的ortho-positronium原子，这也是在这项工作中介绍。
2016-02-24 nucl-ex physics.ins-det
Potential of the J-PET detector for studies of discrete symmetries in decays of positronium atom - a purely leptonic system
Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）是作为一种具有成本效益的扫描仪的原型，用于对整个人体进行同步代谢成像。经过优化，用于探测来自电子正电子湮没的光子，具有高时间分辨率和高角度分辨率，它构成了一个多用途探测器，为研究正电子素原子的衰变提供了新的机会。电子偶素是最轻的纯轻子体，衰变为光子。当原子被中心势束缚时，它是宇称本征态;当原子由一个电子和一个反电子构成时，它是电荷共轭算符的本征态。因此，正电子偶素是研究离散对称性的独特实验室，离散对称性的精度原则上受到预期在（~10 $^{-14}$）水平的弱相互作用和预期在（~10 $^{-9}$）水平的光子-光子相互作用的影响的限制。J-PET探测器能够通过确定离散对称性奇算子的期望值来执行轻子扇区中的离散对称性的测试，该离散对称性奇算子可以由正电子偶素原子的自旋以及源自其湮灭的光子的动量和偏振矢量来构造。在这篇文章中，我们提出的J-PET探测器的潜力，以测试的C，CP，T和CPT对称性的正电子素原子的衰变。
2016-02-16 nucl-ex physics.ins-det
Electro-purification studies and first measurement of relative permittivity of TMBi
最近提出了一种新型的正电子发射断层成像（PET）探测器，它采用重质有机金属液体-三甲基铋（TMBi）作为靶材料。TMBi是透明液体，高Z元素铋占其质量的82%。511 keV湮没光子在检测器材料内有效地转换成光电子，从而在液体中产生切伦科夫光和自由载流子。虽然光学组件能够实现快速定时，但使用分段阳极的电荷读出可以提供准确的位置重建和能量确定。电荷测量需要高水平的纯化，因为任何负电性污染物都会导致信号衰减。除了纯度要求之外，TMBi的反应性质提出了许多挑战，需要满足这些挑战，直到可以实现用于PET应用的全功能检测器。本文提出了一种实验装置，其目的是通过静电过滤去除电负性杂质，并验证TMBi的性质，例如相对介电常数，用于其作为电荷读出的检测器介质的应用。
2022-12-19 physics.ins-det
A novel method for the line-of-response and time-of-flight reconstruction in TOF-PET detectors based on a library of synchronized model signals
本文提出了一种新的闪烁体探测器命中时间和命中位置重建方法。该方法基于检测器信号与存储在针对闪烁点的一组明确定义的位置配准的同步模型信号库中的结果的比较。命中位置被重建为对应于来自库的与测量信号最相似的信号的命中位置。相互作用的时间被确定为所测量的信号与库中最相似的信号之间的相对时间。测量信号和模型信号的相似度被定义为在多维测量空间中表示测量信号和模型信号的点之间的距离。该方法的新颖性还在于所提出的模型信号同步的方式，使得能够直接确定从湮灭点到检测器的湮灭量子的飞行时间（TOF）之间的差异。使用通过J-PET探测器的双带原型和作为湮灭伽马量子源的$^{22}$ Na钠同位素获得的实验数据来验证所介绍的方法。探测器由尺寸为5 mm x 19 mm x 300 mm的塑料闪烁体带制成，在两侧光学连接到光电倍增管，利用所介绍的方法，建立了空间分辨率约为1.3 cm（$σ$），飞行时间分辨率约为125 ps（$σ$）的空间分辨率和飞行时间分辨率。
2015-02-10 nucl-ex physics.ins-det
